某商场G区火灾自动报警与控制系统设计

摘要：随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警及联动控制系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在。文章通过消防设计，论述了火灾自动报警及消防联动系统。除了这一大系统中所包括的感温探测器、感烟探测器、火灾紧急报警电话、报警指示灯、手动报警按钮等外，水流指示器等。

关键词：火灾自动报警；联动控制；火灾探测器

Abstract: with the rapid development of China’s economic construction, the living standard of the people is increasing, and the urban land is becoming more and more tense, and the building is developing towards the direction of high level and dense. The characteristics of high-rise buildings determine the danger of fire and the importance of fire automatic alarm system for high-rise buildings. A complete set of automatic fire alarm and linkage control system is a favorable guarantee for people’s life and property when a high-rise building fires fire. It is a quick and accurate detection of fire, and the fire is extinguished in the bud. Key. This article discusses the automatic fire alarm and fire fighting linkage system through the fire protection design. In addition to this large system including temperature detector, smoke detector, fire emergency alarm telephone, alarm indicator lamp, manual alarm button, and so on, water flow indicator, etc.

Key words: automatic fire alarm; linkage control; fire detector
目录
第1章绪论 1
1.1 发展现状 1
1.2 意义 1
1.3 工程概况 2
第2章火灾报警及消防联动 3
2.1 火灾报警系统 3
2.2 消防联动 4
第3章方案设计 5
3.1 火灾报警系统方案 5
3.2 喷淋系统中系统方案 7
3.3 系统选择 11
第4章火灾自动报警系统设计 12
4.1 防火类别、等级 12
4.2 探测区域划分规定 13
4.3 火灾探测器的设置 13
4.4 其余设备的设置 15
第5章消防通讯系统 18
5.1 火灾应急广播扬声器 18
5.2 消防专用电话 18
第6章联动控制系统 20
6.1 消防联动控制系统的基本概念 20
6.2 喷淋泵联动控制 20
6.3 正压风机控制 22
6.4 排烟风机控制 22
6.5 防火卷帘控制 23
第7章系统供电接地和布线 24
7.1 系统供电设计 24
7.2 系统接地设计 24
7.2 系统布线设计 24
结论 26
致谢 27
参考文献 28
附录一：商场平面分区图 29
附录二：G区负一层消防平面图 30
附录三：G区负二层消防平面图 31
附录四：G区消防系统图 32
附录五：消防中心接线图 33
附录六：火灾自动报警及联动控制系统原理图 34
附录七：G区负消防材料清单 35

第1章绪论
1.1 发展现状
它的发展主要经历了由传统布线连接的有线系统到无限系统的转变。随着城市化建设步伐的不断加快，大型建筑和民用建筑对火灾报警系统的要求也越来越高。现代火灾自动报警系统的兴起，用无线触发装置和无线传输方法组合的控制接收设备进行通讯的无线火灾自动报警系统有了很快的发展。它是集火灾报警、防盗保安等多功能于一体的高科技无线安全系统[1]。而目前，世界上普遍使用的就是无线火灾报警系统。无线火灾报警系统不仅省去了烦琐的布线工程，还可以有效的避免因安装工程而带来的建筑物结构破坏的问题。而今后，火灾报警系统也将在无线的基础上朝综合性报警系统发展。
火灾报警系统的研究和发展，是社会稳定安全的需要。它作为城市消防自动化工程基础设施之一，在火灾的早期发现、消防重点目的监测等方面都发挥着巨大的作用。随着电子学和计算机软硬件开发技术的日新月异,火灾探测和控制技术正得到不断发展与提高，高科技新品层出不穷。这些都使得火灾报警系统的功能更趋强大,集中体现在智能化上。以前，令使用单位感到头疼的误报警和维修麻烦被很大程度地降低。操作日趋简便、直观，应用更趋灵活、广泛。从数千平方米的规模建筑到超过万平方米的超大规模建筑均有与之适用的火灾自动报警系统 ,呈现一片可喜的景象[12]。
火灾报警系统经过数十年的飞速发展已取得了可喜的成绩。智能化、形式多样化等特性已成为无可辩驳的发展趋势。对于现在使用最普遍的无线火灾报警系统，由于它组网方便、灵活，施工简单、安装容易，给建筑带来很大方便，因而受到用户青睐。火灾自动报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。但目前无线火灾自动报警系统设备的价格偏高，是今后研究的一项重要课题。如果设备价格与有线火灾报警系统设备相媲美，那么它的未来一定是光明的。
1.2 意义
火灾自动探测报警及联动控制技术是将传感技术、通讯技术和智能化信息处理应用于火灾预防的一项综合性技术。它集计算机技术、微处理器技术、电子技术、控制检测技术、现场总线技术、通信技术、人工智能技术、网络技术于一体，具有速度快、精度高、实时性好、可直接与城市消防衷心地计算机联网等突出优点，充分体现了火灾自动报警及联动控制系统以预防为主、火灾监测、早期报警的特点，为及时发现火情、及时控制火情、有效保护人命生命财产的发挥着巨大的作用。
1.3 工程概况
本建筑物为大型商场，这次设计只针对G区进行火灾自动报警及联动消防系统设计，G区分为负一层及负二层，每层面积约为9979.2m2。
本设计火灾保护等级为一级，采用消防中心报警系统，消防控制室设在C区负二层，设有直通室外的出口，内设四台火灾报警控制器、消防联动设备控制柜、消防事故广播主机、消防电话主机、消防系统供电电源等。
本消防系统采用总线制方式，直接或通过相应的中继器进行探测或控制，其中消防水泵、喷洒泵、消防类风机等设备的启停均设消防控制室手动直接控制。

第2章火灾报警及消防联动
本设计为火灾自动报警与联动控制系统，它又可分为两大部分，第一部分为火灾报警系统，；第二部分为联动控制部分。
2.1 火灾报警系统
1、火灾报警系统组成
一般由火灾探测器、区域报警器和集中报警器组成；也可以根据工程的要求同各种灭火设施和通讯装置联动，以形成中心控制系统。即由自动报警、自动灭火、安全疏散诱导、系统过程显示、消防档案管理等组成一个完整的消防控制系统。火灾探测器是探测火灾的仪器，由于在火灾发生的阶段，将伴随产生烟雾、高温格火光。这些烟、热和光可以通过探测器转变为电信号报警或使自动灭火系统启动，及时扑灭火灾。主要说明感温、感烟探测器、手动报警按钮、消防电话、消防广播及复视器等的选择原则、方法、布置位置等内容，并通过计算结合利用保护半径作辅助线的方法确定出各场所所需的探测器数量，确保保护无死区，同时也进行了消防广播、消防电话等设计工作。
2、火灾自动报警系统的工作原理
如图2-1所示。安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。

图2-1 火灾自动报警系统原理图
3、火灾自动报警系统功能
（1）报警功能：一旦有火警发生，立即发出报警，能准确到具体楼层、具体房间、具体探测器，并在彩色显示器上以平面图的形式显示出来。
（2）自动记录功能：即时记录异样情况，以中文打印。
（3）资料档案功能:能储存历史火警资料，为做好防火工作提供依据。
（4）状态指示功能：对一切消防设备的工作状态进行显示。
（5）信息反馈功能：可对任何楼层的火警信息由计算机喇叭或电铃发出火警报警声以引起值班人员的警觉。
（6）疏散指示功能：一旦发生火警，能将火灾楼层按设定的疏散方案及时显示于电脑的显示屏上，协助指挥员分析火情，指导疏散。
（7）灭火准备功能：一旦发生火警，能自动启动消防水泵投入运行，为消防栓的灭火提供充足的水源。
2.2 消防联动
联动控制部分主要对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯等的控制等内容，并对消防泵、喷淋泵、正压送风机、排烟机以及非消防电源、电梯的控制做出了具体设计，确保发生火灾后相关水泵能启动，风机能按要求投入或退出，非消防电源能自动切断，电梯实现回归地层，对重要设备能在控制室手动控制。

第3章方案设计
实现火灾报警系统与消防联动控制的方法有多种，在火灾报警系统中可以用控制中心报警系统；也可以用集中报警系统，还可以用区域报警系统。在消防联动系统的喷淋系统中可以用湿式自动喷水灭火系统，干式自动喷水灭火系统，干湿交替式自动喷水灭火系统，预作用自动喷水灭火系统。当然每一种方案都有其各自的优点。本章详细列举、说明了三种不同实现火灾报警系统与消防联动控制的方案、并分别画出了其原理方框图，对三种方案的优缺点进行了对比，选出了最佳控制方案。
3.1 火灾报警系统方案
1、区域报警系统
区域报警控制系统是火灾自动报警系统组成的一种形式，它是由电子元件组成的自动报警和监控装置。当探测器检测到火灾信号，电子线路将火灾信号转换为电压或数字信号，通过导线传输到区域报警器，经过处理后发出声光报警信号，同时将火灾部位传输给集中报警控制器，适用于较小范围的保护。有些区域报警控制器可单独组成系统进行消防灭火自动处理。
（1）硬件组成：火灾探测器、手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器。
（2）系统说明：一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应该超过3台。因为未设集中报警控制器，当火灾报警区域过多而又分散时就不便于集中监控与管理。当用一台区域报警控制器警戒数个楼层时，应在每层各楼梯口明显部位装设识别楼层的灯光显示区域。区域报警控制器安装在墙上时，其底边距地的高度不应小于1.5m。靠近门轴的侧面距墙不应小于0.5m.正面操作距离不应小于1.2m。区域报警控制系统宜设在有人值班的房间或宾馆每层服务台。
（3）系统原理框图

图3-1区域报警系统框图
2、集中报警系统
集中报警控制系统是由电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。
(1) 硬件组成;火灾探测器手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器以及消防控制设备等组成
(2) 系统说明：系统中应设有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器。集中报警控制器的容量不宜小于保护范围内探测区域总数。集中报警控制器距墙不应小于1m，正面的操作距离不应小于2m。集中报警系统应设置在由专人值班的房间或消防值班室内，若集中报警不设在消防控制室内的，则应将它的输出信号引至消防控制室，这有助于建筑物内整体的火灾自动报警系统集中监控和统一管理。
（3）系统原理框图

图3-2集中报警系统框图
3、控制中心报警系统
控制中心报警系统是由电子线路组成的集中自动监控报警装置，各个区域报警巡回检测带的信号均集中到这一总的监控报警装置。它具有部位指示、区域显示、巡检、自检、火灾报警音响、计时、故障报警、记录打印等一系列功能，在发出报警信号同时可自动采取系统的消防功能控制动作，达到消防的目的和手段，适用于较大范围内多个区域的保护。
(1) 硬件组成:火灾探测器手动火灾报警按钮、区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器以及消防控制设备等组成。
(2) 系统说明：控制中心报警系统集中火灾报警控制器设在消防控制室内，其他消防设备及联动控制设备，可采用分散就地控制和集中遥控两种方式，各消防设备工作状态的反馈信号，必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上，以便对建筑物内的防火安全设施进行全面控制与管理。控制中心报警系统探测区域可多达数百甚至上千个。
（3）系统原理框图

图3-3控制中心报警系统框图
3.2 喷淋系统中系统方案
1、湿式自动喷水灭火系统
火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内。
（1）硬件组成:由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀、报警装置和供水设施等组成。
（2）工作原理：发生火灾时，火焰或高温气流使闭式喷头的热敏感元件动作，喷头开启，喷水灭火。此时，管网中的水由静止变为流动，使水流指示器动作送出电信号，在报警控制器上指示某一区域已在喷水。由于喷头开启持续喷水泄压造成湿式报警阀上部水压低于下部水压，在压力差的作用下，原来处于关闭状态的湿式报警阀就自动开启，压力水通过报警阀流向灭火管网，同时打开通向水力警铃的通道，水流冲击水力警铃发出声响报警信号。控制中心根据水流指示器或压力开关的报警信号，自动启动消防水泵向系统加压供水，达到持续自动喷水灭火的目的。
（3）系统原理框图

图3-4湿式自动喷水灭系统框图
3、干式自动喷水灭火系统
干式系统与湿式类似只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满着有压力气体用于系统的启动。发生火灾时，喷头首先喷出气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。不过该系统需要多增设一套充气设备，一次性投资高、平时管理较复杂、灭火速度较慢。
（1）硬件组成: 由闭式喷头、管网、干式报警阀、充气设备、报警装置和供水设备组成。
（2) 工作原理：干式自动喷水灭火系统在火灾发生时，火源处温度上升，使火源上方喷头开启，首先排出管网中的压缩空气，于是报警阀后管网压力下降，干式报警阀阀前压力大于阀后压力，干式报警阀开启，水流向配水管网，并通过已开启的喷头喷水灭火。干式系统平时报警阀上下阀板压力保持平衡，当系统管网有轻微漏气时，由空压机进行补气，安装在供气管道上的压力开关监视系统管网的气压变化状况。
（3）系统原理框图

图3-5干式自动喷水灭系统框图
3、预作用自动喷水灭火系统
将火灾自动探测报警技术和自动喷水灭火系统有机地结合起来，对保护对象起了双重保护作用。这种系统平时呈干式，在火灾发生时能实现对火灾的初期报警，并立刻使管网充水将系统转变为湿式。系统的这种转变过程包含着预备动作的功能，故称为预作用喷水灭火系统。
（1）硬件组成: 由闭式喷头、管网系统、预作用阀组充气设备、供水设备、火灾探测报警系统等组成。
（2) 工作原理：发生火灾时，由火灾探测器探测到火灾，通过火灾报警控制箱开启预作用阀，或手动开启预作用阀，向喷水管网充水，当火源处温度继续上升，喷头开启迅速出水灭火。如果火灾探测器发生故障，没能发出报警信号启动预作用阀，而火源处温度继续上升，使得喷头开启，于是管网中的压缩空气气压迅速下降，由压力开关探测到管网压力骤降的情况，压力开关发出报警信号，通过火灾报警控制箱也可以启动预作用阀，启动灭火。
（3）系统原理框图

图3-6预作用自动喷水灭系统框图
3.3 系统选择
1、在火灾报警系统中
区域报警系统相对来说比较的简单，但是其只适用于较小范围的保护。在集中报警中它适用于较大范围内多个区域的保护。该系统的容量越大，所要求输出的控制程序越复杂，消防设施控制功能越全.但是其功能单一，无法跟上计算机技术的飞速发展。在控制中心报警中它适用于较大范围内多个区域的保护。随着计算机技术的飞速发展，将综合成一个整体，即成为报警控制系统（器），报警后都能按需要输出一定程序的控制机能，启动相应的设施。
综上所述：控制中心报警系统是无论是从安全方面、科学性还是从环境保护上都优于其它两个报警系统，不失为最佳的选择。
2、在喷淋系统中
湿式自动喷水灭火系统在环境温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和场所(不能用水扑救的建筑物和场所除外)都可采用。干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下停车场、冷库等等。喷头应向上安装，或采用干式下垂型喷头。预作用自动喷水灭火系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点，而且还克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统易产生水渍的缺陷。因此，预作用系统可以用于干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所，而且还能用于一些这三个系统都不适宜的场所。
最终方案论述：考虑到智能小区的规范与安全性能，采用控制中心报警系统与预作用自动喷水灭火系统作为智能小区的火灾报警及消防联动控制系统

第4章火灾自动报警系统设计
4.1 防火类别、等级　
从防火的角度看，防火分区划分得越小，越有利于保证建筑物的防火安全。但如果划分得过小，则势必会影响建筑物的使用功能，这样做显然是行不通的。防火分区面积大小的确定应考虑建筑物的使用性质、重要性、火灾危险性、建筑物高度、消防扑救能力以及火灾蔓延的速度等因素。
我国现行的《建筑设计防火规范》、《人民防空工程设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等均对建筑的防火分区面积作了规定，在设计、审核和检查时，必须结合工程实际，严格执行。
单层、多层民用建筑防火分区面积是以建筑面积计算的（如表4-1）。
表4-1 耐火等级的划分
耐火等级最大建筑面积
一、二级耐火等级的民用建筑 2500平方米
三级耐火等级民用建筑 1200平方米
四级耐火等级民用建筑 600平方米
民用建筑的地下室、半地下室 500平方米
一类高层建筑 1000平方米
二类高层建筑 1500平方米
高层建筑地下室 500平方米

在进行防火分区划分时应注意以下几点：
1．防火分区间应采用防火墙分隔，如有困难时，可采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘（耐火极限3小时以上）、不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘加闭式自动喷水灭火系统和防火水幕带分隔。防火墙上设门窗时，应采用甲级防火门窗，并应能自行关闭。
2．建筑内设有自动灭火系统时，每层最大允许建筑面积可按表4-1增加1倍。局部设置时，增加面积可按该局部面积1倍计算。
3．建筑物内如设有上下层相连通的走马廊、自动扶梯等开口部位时，应按上、下连通层作为一个防火分区，其建筑面积之和不宜超过表4-1的规定。
4．地下室、半地下室发生火灾时，人员不易疏散，消防人员扑救困难，故对其防火分区面积应控制得严一些，规定建筑物的地下室、半地下室应采用防火墙划分防火分区，其面积不应超过500平方米。
4.2 探测区域划分规定
1、探测区域划分的一般规定规定
探测区域应按独立房(套)间划分，一个探测区域的面积不宜超过500m2；从主要入口能看清其内部，且面积不超过1000m2的房间，也可划为一个探测区域。
红外光束线型感烟火灾探测器的探测区域长度不宜超过100m；缆式感温火灾探测器的探测区域长度不宜超过200m；空气管差温火灾探测器的探测区域长度宜在20～100m之间。
2、将几个房间划为一个探测区域的特殊规定
相邻房间不超过5间，总面积不超过400m2，并在门口设有灯光显示装置。
相邻房间不超过10间，总面积不超过100m2，在每个房间门口均能看清其内部，并在门口设有灯光显示装置。
3、必须分别单独划分探测区域的规定
敞开或封闭楼梯间；防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与梯间合用的前室；走道、坡道、管道井、电缆隧道；建筑物闷顶、夹层。
该办公楼的探测区域的划分报警区域分一层至顶层划分，探测区域的划分按独立房间划分，一个探测区域的面积不超过500m2，从主要入口能看清内部，且面积不超过1000m2的房间，也要划分为一个探测区域，另外楼梯间，电梯前室，走道，电梯井等都要作为独立的探测区域。
4.3火灾探测器的设置
1、火灾探测器分类
感温火灾探测器：主要通过感应辐射热来探知火灾的发生。此类探测器包括很多形式，但其应用原理只有两个，要么是利用热膨胀；要么是利用熔点低的金属受热熔化。这类探测器工作可靠不易发生误报。它所探测的是火灾的火焰阶段并且当辐射热达一定能量时探测器才动作。它的缺点是探测火灾比较晚，也可以说其灵敏度不高。
感烟火灾探测器：主要是感应悬浮微粒和烟气来探知火灾的发生。感烟探测器探测的是火灾的初期阶段和发烟阶段，它的优点是比较早地探知火灾的发生，灵敏度高。其缺点是容易发生误报，而且对环境条件要求较高，一般其探头必须设在室内。它适宜探测纤维素火灾及其他产生大量烟雾火灾。
2、设置要求
（1）对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的，选用感烟探头；
（2）对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，选用感烟探头、感温探头、火焰探头或它们的组合；
（3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量烟、热的，选用火焰探头；
（4）对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟实验，根据实验选用适宜的探头；
（5）在不同高度的房间设置火灾探测器时可参照表4-1的规定。
表4-1 点型感烟、感温火灾探测器的实用高度
房间高度（m）感烟探测器感温探测器
一级二级三级
12<h<20 不适合不适合不适合不适合
8<h<12 适合不适合不适合不适合
6<h<8 适合适合不适合不适合
4<h<6 适合适合适合不适合
H<4 适合适合适合适合

3、火灾探测器的设置部位
一级保护对象的大部分场所应设火灾探测器，在本工程中具体在下列场所设置了探测器：一层的接待室、办公室、大厅、机房、门厅。二至五层的办公室，客房、走廊、杂物间、楼梯间等；顶层的会议室、休息厅。
4、火灾探测器的数量计算
根据点型火灾探测器的选择规范中，对不同高度的房间、选择探测器的类型不同，以及保护面积和保护半径，应按表4-2确定。一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：
式中：
N—一个探测区域所需设置的探测器数量(只)，N1(取整数)；
S—一个探测区域的面积(m2)；
A—一个探测器的保护面积；
K—修正系数，重点保护建筑K取0.7～0.9，普通保护建筑K取1.0。
表4-2 感烟、感温探测器的保护面积和保护半径

火灾探测器的种类
地面面积
S（m2）
房间高度h(m) 一只探测器的保护面积A和保护半径R
房间坡度 θ
θ≤15° 　15°＜θ≤　3° θ＞30°
A
m2 R
m A
m2 R
m A
m2 R
m
感烟探
测器 S≤80 h≤12 80 6.7 80 7.2 80 8.0
S＞80 6＜h≤12 80 6.7 100 8.0 120 9.9
h≤6 60 5.8 80 7.2 100 9.0
感温探
测器 S≤30 h≤8 30 4.4 30 4.9 30 5.5
S＞30 h≤8 20 3.6 30 4.9 40 6.3

4.4 其余设备的设置
1、手动报警按钮
手动报警按钮是火灾自动报警系统中的手动触发装置，它具有在紧急的情况下人工手动通报火灾的功能。手动报警按钮在消防控制中心的控制盘上设有专用的独立的报警显示部位号，有明显的显示标志，当发生火灾的时候向消防控制中心发出火灾信号，消防中心的设备经过信息的分析处理，显示火灾的部位，启动有关的灭火设备。
手动报警按钮安装在公共场所，当人工确认为火灾发生时，按下按钮上的有机玻璃片，可向控制器发出火灾报警信号，控制器接收到报警信号后，显示出报警按钮的编号或位置，并发出报警音响。手动报警按钮和各类编码探测器一样，可直接接到控制器总线上。
每个防火分区应至少设置一只手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m 。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处，如楼梯口。手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时其底边距地高度宜为 1.3~1.5m，且应有明显的标志。手动火灾报警按钮宜与集中报警器连接，且应单独占用一个部位号。因为集中控制器设在消防室内，能更快采取措施，所以当没有集中报警器时，它才接入区域报警器，但应单独占用一个部位号。
2、火灾显示器
在每一楼层的走道或电梯前室,主要的通道出入口处设置区域显示盘。用来显示来自报警器的火警及故障信息，监视各防火分区或楼层的情况。设置在出入口等明显的和便于操作部位。当安装在墙上时，其底边距地面高度宜为1.3~1.5m。
当建筑物内发生火灾后，消防控制中心的火灾报警控制器产生报警，同时把报警信号传输到失火区域的火灾报警显示盘上，火灾报警显示盘将产生报警的探测器编号及相关信息显示出来同时发出声光报警信号，以通知失火区域的人员，火灾报警显示盘设有8位报警信息显示窗，可将报警探测器的编码号显示出来，满足大范围的报警显示要求。当用一台报警控制器同时监控数个楼层或防火分区时，可在每个楼层或防火分区设置火灾报警显示盘以取代区域报警控制器。
3、水流指示器
水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管网时，水流指示器能发出信号，显示水的流动情况。通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上，当喷头开启时，向消防中控制室指示喷头所在的位置分区，有时也可以设在水箱的出水管上，一旦系统开启，水箱中的水被动用，水流指示器可以发出信号通知消防中控室或直接启动水泵供水灭火。在系统中，安装在每一层的消防管网的进水口处。
4、防火阀
工作原理是利用阀门上安装的极易熔合金的温度控制，利用重力作用和弹簧机构的作用，当火灾发生时，火焰入侵风道，高温使阀门上的易熔合金熔解，或使记忆合金产生形变使阀门自动关闭，用于风道与防火分区贯穿的场合。
安装在通风、空调系统的送、回风管路上，平时呈开启状态，火灾时当管道内气体温度达到70℃时，易熔片熔断，阀门在扭簧力作用下自动关闭，在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起隔烟阻火作用的阀门。阀门关闭时，输出关闭信号。
防烟防火调节阀，常开，70度关闭，同1，不过多一个电讯号输入，可由消控室远程控制关闭，一般用于平时送风、火灾补风共用风管系统中，火灾时可控制关闭不需要补风的房间;
常开型排烟防火阀，280度熔断关闭，常开，输出电讯号，这种和1相似，只是熔断温度不同，一般应用于火灾排烟管穿越防火墙处，烟气温度超过280度时自动熔断关闭，可联动关闭排烟风机。
5、压力开关
压力开关是一种简单的压力控制装置，当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。压力开关是与电器开关相结合的装置，当到达预先设定的流体压力时，开关接点动作。主要应用于电厂、石化、冶金行业等工业设备上输出报警或控制信号，在工业领域中有着重要的用途，能预防生产工程中重要装置的损坏，避免了重大生产事故地发生。
压力开关的工作原理:是当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升额定的恢复值时，碟片瞬时复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。

第5章消防通讯系统
5.1 火灾应急广播扬声器
设置要求
（1）走道、大厅、餐厅等公共场所人员都很集中，并且是主要疏散通道。故应在这些公共场所按“从一个防火分区内的任何部位到最近的一个扬声器的距离不大于25米”及“走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5米”设置火灾应急广播扬声器。
（2）在公共卫生间的场所也应设置火灾应急广播扬声器。
（3）前室（包括防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室）是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且有防火门分隔及人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器。一般电梯前室也应设置火灾应急广播扬声器。疏散楼梯间也是发生火灾时人员疏散和消防扑救的必经之地，且人声嘈杂，故应设置火灾应急广播扬声器，以利于火灾应急播放疏散指令。
5.2消防专用电话
1、设计要求
（1）消防专用电话网络应为独立的消防通信系统。
（2）应设置消防专用电话分机的部位：
① 消防水泵房、备用发电机房、配变电室、主要通风和调机房、排烟机房、消防电梯机房及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房；
② 灭火控制系统操作装置处或控制室；
③ 企业消防站、消防值班室、总调度室。
（3）设有手动火灾报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。电话塞孔在墙上安装时，其底边距地面高度宜为1.3-1.5m。
2、消防专用电话的布置
在本工程中，在消防控制室、低压配变电室及其他与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房，安装消防电话风机。
本系统采用总线式火警通信系统总机（如图5-2所示），通过总线与电话模块、电话插孔、电话分机一起构成火灾报警通信系统。一般具有分机呼叫主机、自动录音等功能。

图5-2 总线制消防电话系统

第6章联动控制系统
6.1 消防联动控制系统的基本概念
当火灾发生时能迅速地通知并引导人们安全撤离火灾现场、防止火灾蔓延、排出有毒烟雾、开启自动灭火设备实施自动灭火等的所有设备称为消防联动设备，确保这些设备在火灾发生时能正常发挥效益的控制称为消防设备的联动控制。图6-1为消防联动设备示意图。
图6-1水喷淋系统与防排烟系统控制示意图
6.2 喷淋泵联动控制
消防控制设备对自动喷淋系统的控制，能控制喷淋泵的启停。显示喷淋泵的工作状态，自动喷淋系统中水流指示器、信号蝶阀、压力开关、消防水池水位信号通过信号输入模块接至火灾自动报警系统信号回路中，当这些信号发生变化时，水流指示器及压力开关经逻辑处理后可自动启动喷淋泵的信号。在图中，输入输出模块接到报警后，切换模块联动喷淋泵，使喷淋泵动作。也可通过多线控制盘直接控制喷淋泵，之间通过继电器连接。以压力开关动作启动泵信号的线路如图6-2所示。其中KA1触头受控于压力开关，压力开关动作时，KA1动作闭合，压力开关复位时，KA1触头复位断开。

图6-2全压启动喷淋泵控制电路（压力开关控制）
1）准备工作状态：合上自动开关QF1, QF2, QS,将SA至"1号泵自动，2号泵备用”位置，电源指示灯HL亮，喷淋泵处于准备工作状态。
2）火灾状态：当发生火灾时，温度升高使喷头喷水，管网中水压下降，压力开关动作，使继电器KA1触点闭合，时间断电器KT3线圈通电，使中间继电器KA线圈通电，使接触器KM1线圈通电，1号喷淋泵电机M1启动加压，信号灯HL1亮，显示1号泵电机运行，同时使KT3失电释放。当压力升高后，压力开关复位，KA1触点复位，KA失电、KM1失电、1号泵电机停止。
3）故障时备用泵自动投入：当发生火灾时，如果1号泵电机不动作，时间继电器KT1线圈通电，延时后其触头使接触器KM2线圈通电，备用2号泵电机M2启动加压。
4）手动控制：当自动环节故障时，将SA至“手动”位置，按SB1 ~SB4便可启动1号（2号）喷淋泵电机。
6.3正压风机控制
排烟机、送风机一般由三相异步电动机控制。送风机的电气控制如图6-3所示：

图6-3正压风机控制
正压风机按防火分区的火警信号，当发生火灾时，K闭合，接触器KM线圈通电，直接开启相应分区楼梯间或消防电梯前室的正压风机，对各层前室都送风，使前室中的风压为正压，周围的烟雾进不了前室，以保证垂直疏散通道的安全。除火警信号联动外，还可以通过联动模块在消防中心直接点动控制；另外设置就地启停控制按钮，以供调试及维修用，这些控制组合在一起，不分自控和手控，以免误放手控位置而使火警失控。火警撤消，则由火警联动模块送出K`停机信号，使正压风机停。
6.4 排烟风机控制
排烟系统是由风管、排烟风机、排烟阀、防火阀组成。排烟风机的控制如图6-4所示：

图6-4 排烟风机控制
排烟风机的风管上设排烟阀，这些排烟阀可以伸入几个防火分区。火警时，与排烟阀相对应的火灾探测器探得火灾信号，由消防控制中心确认后，送出开启排烟阀信号至相应排烟阀的火警联动模块，由它开启排烟阀，排烟阀的电源是直流24V。消防控制中心收到排烟阀动作信号，就发指令给装在排烟风机附近的火警联动模块，启动排烟风机，由排烟风机的接触器KM常开辅助接点送出运行信号至排烟机附近的火警联动模块。火警撤销由消防控制中心通过火警联动模块停排烟风机、关闭排烟阀。
排烟风机吸取高温烟雾，当烟温度达到280℃时，按照防火规范应停排烟风机，所以在风机进口处设置防火阀，当烟温达到280℃时，防火阀自动关闭，可通过触点开关（串入风机启停回路）直接停风机，但收不到防火阀关闭的信号。也可在防火阀附近设置火警联动模块，将防火阀关闭的信号送到消防控制中心，消防中心收到此信号后，再送出指令至排烟风机火警联动模块停风机，这样消防控制中心不但收到停排烟风机信号，而且也能收到防火阀的动作信号。就地控制启停与火警控制启停合在一起，排烟阀直接由火警联动模块控制，每个火警联动模块控制一个排烟阀。发生火警时，消防控制中心收到排烟阀动作信号，即发出指令Kx闭合，使KM线圈通电自锁。火警撤销时，另送出Kx`闭合指令停风机。当烟温达到280℃时，防火阀关闭后，KM线圈失电断开，使风机停止。
6.5 防火卷帘控制
1、用于疏散通道上的防火卷帘
火灾经设于卷帘两侧的烟感和温感探测器构成的“与”门信号确认后，经编程通过联动中继器控制卷帘下降至距地1.8米并经延时后降至地面，卷帘的动作信号可反馈到消防控制中心，防火卷帘的尚可在卷帘两侧（控制按钮）及消防控制室手动控制。
2、用于分隔防火分区的防火卷帘
火灾经设于卷帘两侧的烟感信号确认后，经编程通过联动中继器控制卷帘下降至地面卷帘的动作信号可反馈到消防控制中心。

第7章系统供电接地和布线
7.1 系统供电设计
本系火灾报警系与消防联动控制系统设计为一主电源和一直流备用电源。其中在本工程中主电源符合一级负荷的两路电源供电设计要求。主电源的容量能满足火灾报警控制器在最大负载条件下连续工作4h；直流备用电源采用火灾报警控制器内置的专用蓄电池。蓄电池的容量可供火灾报警控制器在监视状态下工作24h。
蓄电池采用两组，一组专用于报警控制器，采用UPS电源，主要设备有：显示器、计算机主机、消防通讯设备、应急广播。另一组专用于联动控制设备。
7.2 系统接地设计
本系统接地装置采用专用接地装置，接地电阻值为5Ω。同时系统设专用接地干线，并在消防控制室设置专用接地板，专用接地干线从消防控制室专用接地板引至接地体。专用接地干线采用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为22mm²，穿硬质塑料管埋设至接地体。由消防控制室接地板引至各消防电子设备的专用接地线选用铜芯绝缘导线，其线芯截面积为5mm²。
7.2 系统布线设计
1、火灾自动报警系统的传输线路和24V供电控制线路，采用电压等级不低于交流250V的铜心绝缘导线。交流220V/380V的供电和控制线路，采用电压等级不低于交流500V的铜心电缆。总线制报警设备的信号传输采用双绞线。
2、火灾自动报警系统的传输线路的线芯截面面积除应满足火灾自动报警装置技术条件的要求外，还满足机械强度要求。采用穿管敷设的绝缘导线，线芯的最小截面面积为1.00mm2。
3、消防线路敷设
（1）在地面、墙体、楼板内暗敷，导线或电缆穿钢管保护，且保护层厚度不小于3厘米；
（2）干线水平在电缆隧道内敷时，选用阻燃型电力电缆和控制电缆在封闭金属线槽内敷设并沿电缆支架安装；
（3）干线竖直在设备间内敷设时，选用阻燃型电力电缆和控制电缆穿钢管沿墙敷设。

表7-1 干线布线选择
线路名称导线规格
回路信号线 ZR-KYJV 42.5
联动电源线 ZR-YJV 44
电话线 ZR-KYJV 42.5
广播线 ZR-KYJV 42.5
固定式对讲电话线 ZR-KYJV n2.5
火灾显示盘与报警控制器之间的连接线 ZR-KYJV 82.5
火灾显示盘电源线） ZR-YJV 4*4

表7-2 支线布线选择
线路名称导线规格保护管径敷设方式
回路信号线 RVS-21.5 SC15 CC
联动电源线 RVS 21.5+BV 22.5 SC20 CC
电话线 RVS-21.5 SC25 FC
消火栓报警按钮连接线 RVS-21.5+BV 22.5 SC20 FC
广播线 RVS-21.5 SC25 CC
火灾显示盘与报警控制器之间的连接线 RVS-21.5 SC20 FC

结论
本次课程设计完成了对该某商场G区火灾自动报警与消防联动系统的初步设计，其中主要包括为火灾报警系统与消防联动系统，并对系统进行布线选择设计。
在本次设计过程中，自行学习了有关自动报警与消防联动教材的内容，认真了解自动报警与消防联动系统设计的常用规范，掌握自动报警系统中常用探测器的布置选择与数量计算，各部件的结构选型，消防通信系统的基本概念与设计方法以及用联动系统的控制方法。并能条理清晰地将所学的理论知识，结合工程实际，对系统进行供电布线和主材选型。
课程设计的目的是对本专业所学的内容进行一次集中地,系统地,全面地复习,总结和完善,并更好地掌握本专业的基本理论和基本技能。对本专业所学的内容进行一次全面地应用于实践,在实践中发现问题,分析问题和解决问题,从而提高能力。根据课程设计任务中的内容和要求, 掌握建筑电气工程设计的步骤和方法,学会选择和确定电气设备的型号和规格,学会查找和运用有关设计手册和技术资料.开阔视野,增长知识。在绘制建筑电气工程施工图的过程中, 掌握图面布置和绘图技能,提高工程语言的表达能力。在编写设计说明书的过程中,提高写作和语言组织能力。
火灾自动报警与消防联动系统所涉及的内容繁多，我目前掌握的只是其中很少的一部分，深知自己的不足，而且在这么短的时间里，要学习如此繁复的理论知识，掌握得也不是很牢固。在今后的学习工作中，要更加倍努力的学习专业知识，提高自己的专业技能。

致谢
伴随着论文的脱稿付印，脑海里不禁浮现出学习中的点点滴滴，感受着成长的喜悦和离别的忧伤。黄老师不仅以严谨的治学态度授予我们课本上的知识，更是以诙谐幽默的风格跟我们讲外面的新鲜知识，拓宽了我们的眼界。不仅学术上他是我的导师，平易近人的她更是我生活中的导师，她教会了我们很多做人的真谛，这些都让我获益匪浅。我愿借此机会向导师表示衷心的感谢！同时也向做设计过程中帮助过、关心过我的老师、同学表示由衷感谢。
自己为有机会摆脱工作的烦恼与浮躁，静心钻研，潜心研究，并取得初步研究成果而感到欣慰。欣慰之余，我要向关心和支持我学习的所有老师、同学和朋友们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心、关注和支持！同窗之谊和手足之情，我将终生难忘！师生之情，血浓于水的感情将陪伴我度过一生，这将是我进步的阶梯。有志者，事竟成。在未来的生活与工作过程中，我也会不断反省自己，以对社会作出更多贡献为目标来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学、和朋友。

参考文献
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[13]Abraham I. Pressman Switching Power Supply Design McGraw-Hill, 1999
[14]J.V.Vegte. Free back Control Systems. Prentice-Hall Inc，1986
附录一：商场平面分区图

附录二：G区负一层消防平面图

附录三：G区负二层消防平面图

附录四：G区消防系统图

附录五：消防中心接线图

附录六：火灾自动报警及联动控制系统原理图

附录七：G区负消防材料清单

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